ماژول‌ها

حال متوجه شده‌اید که چگونه یک تابع را تعریف کنید و ازان در برنامه‌های دیگر خود استفاده کنید. حال همچنین موضوعی را فرض کنید اگر بخواهید تعدادی از توابع را در برنامه دیگری که می‌نویسید استفاده کنید باید چه کرد؟ فکر می‌کنم همانطور که حدس زده‌اید با استفاده از ماژول‌ها این کار امکان پذیر است.

روش‌های گوناگونی برای نوشتن ماژول‌ها وجود دارد. اما ساده‌ترین روش است که فایلی افزونه‌ی py. بسازید که شامل محتویات توابع و متغییرها است.

روش دیگر که برای نوشتن ماژول‌ها می‌توانیم استفاده کنیم این است که ماژول‌ها را با زبان‌برنامه‌نویسی مادری خود که در مترجم پایتون نوشته شده است، بنویسیم. برای مثال ماژول‌ها را به برنامه‌نویسی سی می‌نویسید و در زمان کامپایل برنامه، پایتون از مترجم استانداری که در پایتون وجود دارد استفاده می‌کند.

ماژول‌ها را از برنامه‌های دیگر می‌توانید وارد کنید (imported). تا از توابع و خاصیت‌ها انان استفاده کنید. همچنین از کتابخوانه‌های استاندارد پایتون نیز می‌توانیم استفاده کنیم. حال خواهیم دید که چگونه از ماژول‌های استاندارد کتابخوانه‌ پایتون استفاده کنیم.

برای مثال (فایلی با نام module_using_sys.py ذخیره کنید)

import sys

print('The command line arguments are:')
for i in sys.argv:
    print(i)

print('\n\nThe PYTHONPATH is', sys.path, '\n')

خروجی:

$ python module_using_sys.py we are arguments
The command line arguments are:
module_using_sys.py
we
are
arguments


The PYTHONPATH is ['/tmp/py',
# many entries here, not shown here
'/Library/Python/2.7/site-packages',
'/usr/local/lib/python2.7/site-packages']

چگونه و چطوری

در ابتدا ماژول‌های sys را وارد می‌کنیم این کار با استفاده از دستور import انجام می‌شود. اساسا این طوری به پایتون می‌گویم که می‌خواهیم از ماژول استفاده کنیم. ماژول sys حاوی توابعی که مربوط به مترجم پایتون و محیط‌اش می‌شود است. بدان معنی که سیستم.

وقتی که پایتون دستور import sys را اجرا می‌کند، نگاهی به ماژول sys هم کرده است. در این مورد این یک ماژول داخلی است و پایتون می‌داند کجا ان را پیدا کنید.

اگر این یک ماژول کامپایل نشده بود بدان معنی که در پایتون نوشته شده بود، پس پایتون ان را در دارکتوری‌های فهرست شده در متغییر sys.path جستجو خواهد کرد. اگر ماژول پیدا شود سپس دستورات بدنه ماژول اجرا خواهد شد و ماژول در دسترس قرار خواهد گرفت. نکته، مقدار دهی اولیه یکبار انجام می‌شود وقتی که ماژول را وارد می‌کنیم.

متغییر argv در ماژول sys با استفاده از نقطه‌ی نمادین sys.argv در دسترس است. پس باید این موضوع را درک کرده باشید این اسم قسمتی از ماژول sys است. یکی دیگر از مزیت‌های این روش این است که نام argv با متغییرهای که در برنامه با این نام دارید باعث مشکل نمی‌شود.

متغییر sys.argv لیستی (لیست در فصول بعدی توضیح داده خواهد شد) از رشته‌ها است. به طور خاص sys.argv لیستی از محتوایات ارگومان‌های خط‌فرمان است. این بدان معنی است که دستوراتی را که از ان استفاده می‌کنید شامل می‌شود.

اگر از آی‌دی‌ئی برای اجرا و نوشتن این برنامه‌ها استفاده می‌کنید، دنبال راهی برای مشخص کردن ارگومان‌های خط‌فرمان در منوی برنامه بکنید.

در اینجا وقتی که ماژول‌های پایتون را با استفاده از sys.py اجرا می‌کنیم(این‌ها ارگومان هستند)، ماژولی را اجرا کردیم که از ماژول sys.py استفاده می‌کند همراه با دستورات پایتون و خط فرمان‌های ان به دنبال دارد. پایتون ارگومان‌های خط‌فرمان را در متغییر sys.argv ذخیره می‌کند.

به یاد داشته باشید که نام اسکریپت اجرا شده همیشه اولین عنصر لیست sys.argv است. بنابراین از 'sys.py به عنوان' sys.argv[0]، sys.argv[1]، sys.argv[2] و ارگومان‌ها هم به عنوان sys.argv[3] به کار می‌رود. این نکته را هم در نظر داشته باشید که پایتون شمارش را نه از یک بلکه از صفر شروع می‌کند.

محتویات فایل sys.path شمامل لیستی از نام دایرکتوری‌های که ماژول‌ها از انجا وارد(imported) شده‌اند. اگر توجه کنید در خط اول فایل sys.path خالی است، این رشته خالی نمایانگر دایرکتوری‌های فعلی است که بخشی از sys.path است که همانند متغییر PYTHONPATH است. این بدان معنی است که می‌توانید به طور مستقیم وارد ماژول‌های دایرکتوری جاری شوید. در غیر این صورت باید ماژول‌ها خود را در یک از لیست‌های sys.path قرار دهید.

این نکته را در نظر داشته باشید منظور از دایرکتوری جاری همان جایی است که از برنامه اجرا می‌شود. import os; print(os.getcwd()) اجرا کنید که دایرکتوری جاری برنامه‌ها خود را پیدا کنید.

{#pyc}

فایل Byte-compiled .pyc

ماژول وارکردن یک کار نسبتا گرانبهایی است و پایتون برای این روش ترفندهای برای انجام سریع‌تر این کار دارد. یکی از این روش‌ها ساختن فایل byte-compiled با پسوند .pyc است که واسطه‌ی است برای پایتون برای تبدیل به ( اگر به یاد داشته باشید در بخش مقدمه در قسمت پایتون چگونه کار می‌کند؟) توضیح داده شد. این فایل .pyc زمانی بدرد می‌خورد که بعدا بخواهیم از یک برنامه دیگر ماژولی را وارد کنیم. این کار باعث می‌شود این امر بسیار سریع‌تر انجام شود زیرا پردازش‌های مربوط به وارد کردن ماژول قبلا انجام شده است. همچین این فایل بایت‌تغییریافته(Byte-compiled) وابستگی به پلت فرم ندارد.

نـکـتـه: فایل .pyc در دایرکتوری جاری که فایل .py موجود هست ساخته می‌شود. اگر پایتون اجاز دسترسی برای نوشتن در ان پوشه را نداشته باشد فایل .pyc ایـــجـــاد نـــمی شـــود.

{#from-import-statement}

به واسطه‌ی دستور وارد شده

اگر به طور مستقیم argv وارد برنامه‌ی خود کنید(که دیگر هر بار sys را وارد نکنید). برای این روش می‌توانید از دستور from sys import argv استفاده کنید.

اخــطــار: به طور کلی از دستور from..import اجـتـنـاب کنید به جای این دستور از دستور import استفاده کنید. این موضوع جلوگیری از هرگونه مشکل می‌کند و برنامه خوانا تر می شود.

مثال:

from math import sqrtе
print("Square root of 16 is", sqrt(16))

ماژول's __name__

هر ماژولی نامی دارد و هر نامی خاصیت‌ها یا گزینه‌های دارد که می‌توان ان را پیدا کرد.

این خاصیت برای هدف‌های خاص می‌تواند مفید واقع شود(ماٰژول‌های import شده). هماطور که قبلا گفته شده بود ماژول‌های که برای بار اول وارد (import)می‌شوند. محتویات ان ماژول اجرا می‌شود. با استفاده از این روش می‌توانیم از ماٰژول‌ها استفاده کنیم فرقی نمی‌کند ان ماژول را وارد کردیم(import) یا ماٰژول خودمان است. با استفاده از خاصیت __name__ می‌توانیم به هدف خود برسیم.

برای مثال (فایلی با نام module_using_name.pyذخیره کنید)

if __name__ == '__main__':
    print('This program is being run by itself')
else:
    print('I am being imported from another module')

خروجی:

$ python module_using_name.py
This program is being run by itself

$ python
>>> import module_using_name
I am being imported from another module
>>>

چگونه و چطوری

هر ماژولی در پایتون برای خود نامی__name__ دارد یا برای ان تعریف شده.

اگر این '__main__' است این بدان معنی است که ماٰژول توسط کاربر مستقل عمل می‌کند و اقدامات مناسب را می‌توانیم انجام بدهیم.

ساختن ماژٰول شخصی

ایجاد یک ماٰژول شخصی بسیار اسان است. هر روز دارید این کار را انجام می‌دهید شاید خودتون با خبر نباشید. چون تمامی برنامه‌های پایتون ماژول است. فقط کافی است که اطمینان حاصل کنید که افزنه‌ای .py را دارد. به مثال زیر توجه کنید

برای مثال (فایلی با نامmymodule.pyذخیره کنید)

def say_hi():
    print('Hi, this is mymodule speaking.')

__version__ = '0.1'

نمونه بالا یک ماٰژول بود. همانطور که می‌بینید با برنامه معمولی پایتون هیچ تفاوتی ندارد. در اینده نه چندان دور خواهیم که چگونه از این ماٰژول‌ها در سایر برنامه های استفاده کنیم.

بخاطر داشته باشید که ماٰٰژول فرخوان شده باید در همان پوشه باشد یا ادرش ان قید شده باشد.(در یکی از پوشه‌های sys.path) یک ماژول دیگر (فایلی با نام mymodule_demo.pyذخیره کنید)

import mymodule

mymodule.sayhi() print('Version', mymodule._version) </code></pre>

خروجی:

$ python mymodule_demo.py
Hi, this is mymodule speaking.
Version 0.1

چگونه و چطوری

دقت کردید پایتون برای صدا زدن ماٰژول‌ها ار هم نقطه دوباره استفاده کرده، که مجبور به یادگیری چیز متفرقه نشیم. پایتون به خوبی دوباره از این نشان‌ها استفاده می‌کند تا یک حس پابیتونی را القا کند.

این یک نسخه از from..import برای مثال (فایلی با نامmymodule_demo2.pyذخیره کنید)

from mymodule import sayhi, _version

sayhi() print('Version', _version) </code></pre>

خروجی: mymodule_demo2.py شبیه خروجی mymodule_demo.py است.

با فراخوانی mymodule نام __version__ صدا زده شده است. این باعث ایجاد درگیری می‌شود.بخاطر همین است که توسعه می‌شود از import استفاده کنید . گرچه برنامه‌ طولانی تر می‌شود ولی دچار چنین مشکلی نمی‌شود.

هچنین می‌توانید:

from mymodule import *

این تمامی نام‌های عمومی فراخوانی می‌شود، مثل say_hi اما بدون __version__ بخاطر اینکه با با دو خط شروع می‌شود (double underscores)

تکته: با از import-star استفاده شود. *from mymodule import

زین پایتون

یک از اصول پایتون این است که "Explicit is better than Implicit" "اشکار بودن بهتر از نهان است" برای یادگیری بهتر به import this مراجعه کنید.

تابع dir

{#dir-function}

تابعی ساخته شده در ()dir لیست تعریف شده توسط شی را بازمی‌گرداند. اگر شی یک ماژول باشد، این لیست شامل توابع، کلاس‌هاومتغییرهای است که در ان ماٰژول تعریف شده است. این تابع می‌تواند ارگومان را قبول کند.

اگر ارگومان نامی‌است برای ماژول، تابع قابلیت فراخوانی لیست‌ نام‌های از ماژول را دارد. اگر ارگومانی وجود نداشته باشد، تابع لیست ماژول‌های فعلی را فراخوانی می‌کند.

مثال:

$ python
>>> import sys
اسامی صفات را در ماژول sys دریافت کنید؛
>>> dir(sys)
['__displayhook__', '__doc__',
'argv', 'builtin_module_names',
'version', 'version_info']

فقط چند نوشته در اینجا نشان داده شده است

نام اسناد برای ماژول فعلی را دریافت کنید
>> dir()
['__builtins__', '__doc__',
'__name__', '__package__']
ایجاد یک متغیر جدید 'a'
>> a = 5
>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__', 'a']
حذف / حذف نام
>>> del a
>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__']

چطوری و چگونه

در گام اولیه طرز استفاده dir برروی ماژول فراخوانی شده sys را دیدیم، همچنین لیستی از ویژگی‌های موجود را مشاهده کردیم. در گام بعدی از dir بدون پارامتر استفاده کردیم. به طور پیش فرض لیست ویژگی‌های ماژول فعلی را بازمی‌گرداند. نکته شامل لیست ماژول‌ها‌ی وارده شده هم می‌شود. برای دیدن عمل کرد dir یک تغییر جدید را به نامa تعریف کردیم و یک مقدار به ان اختصاص دادیم.سپس dir را برسی می‌کنیم می‌بینیم که یک لیست اضافی در لیست وجود دارد.

با استفاده از دستور del متغییر را حذف می‌کنیم و درخروجی دوباره dir نمایش داده می‌شود.

نکته دستور del برای حذف یک تغییر استفاده میشود.پس از استفاده از del a دیگر نمی‌توانید از متغییر a استفاده کنید. انگاری که وجود نداشته است مثل قبلا. نکته تابع ()dir بر روی همه ماژول‌ها کار می‌کندبرای مثال (dir(str را اجرا کنید.

همچنین تابع vars() وجود دارد که می‌تواند هم صفت‌ها و مقادیر را برگرداند. ولی برای تمامی ماژول‌‌ها کار نمی‌کند.

بسته‌ها

در حال حاضر باید طرز سازماندهی و سلسله مراتب باید درگیر باشید. توابع‌هاعمومی مهعولا در درون ماژول‌ها قرار می‌گیرند. حال اگر بخواهید که ماژول‌ها را سازماندهی کنید چه؟ اینجاست که به کمکتات بسته‌ها (Packages) می‌ایند. بسته همان پوشه‌ است که درون ان فایلی __init__.py گذاشته می‌شود و برای پایتون این پوشه‌خاصی است چون ماژول‌ها در ان قرار دارد.

برای مثال می‌خواهیم بسته با نام 'world' که در داخل ان 'asia', 'africa', و غیره وجود دارد.

این کاری است که برای سلسله مراتب و ساختار پوشه‌هایتان باید داشته باشید:

- <some folder present in the sys.path>/
    - world/
        - __init__.py
        - asia/
            - __init__.py
            - india/
                - __init__.py
                - foo.py
        - africa/
            - __init__.py
            - madagascar/
                - __init__.py
                - bar.py

بسته‌ها فقط یک توافقی برای سازماندهی سلسله مراتب هستند. نمونه‌ها بسیاری می‌توانید در standard library پیدا کنید.

خلاصه

همانطور که دیدیم توابع هم مانند قسمتی از برنامه‌ها هستند که چندین بار در برنامه‌های مختلف می‌توانیم استفاده کنیم. بسته‌ها هم که روشی برای سازماندهی ماژول ها هستند. چیزهای که یاد گرفتیم.

طرز استفاده از ماٰژول و ساخت ماٰژول را اموختیم.

در دروس بعدی با مفهوم جالبی به نام ساختار اشنا خواهیم شد.

results matching ""

    No results matching ""